Piezoelektrik: Pengertian, Cara Kerja, Karakteristik, Kelebihan dan Kekurangannya

Pengertian Piezoelectric Buzzer - Salah satu komponen yang dapat digunakan dibidang audio adalah Buzzer. Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara, yang penggunaannya sering dijumpai pada meteran listrik yang menggunakan pulsa, oven, sepeda motor, jam dan lain sebagainya.

Prinsip kerja dari buzzer yaitu apabila terdapat suatu aliran listrik yang mengalir ke buzzer, maka akan terjadi pergerakan mekanis yang terjadi pada buzzer tersebut. oleh karena itu terjadilah perubahan energi listrik menjadi energi suara yang dapat didengar oleh manusia.

Buzzer memiliki dua jenis yaitu active buzzer yang sudah memiliki suaranya sendiri saat diberikan teganan listrik dan passive buzzer yang tidak memiliki suara sendiri. Dan untuk komponen ini memeiliki 3 spesifikasi yaitu buzzer piezoelectric, buzzer kaki pin negatif, buzzer kaki pin positif. Dimana piezoelectric bagian berbentuk tabung yang berwarna hitam yang digunakan sebagai sumber suara.

Pada artikel ini akan dibahas tentang buzzer piezoelectric yang memiliki pengertian yaitu suatu komponen elektronika yang dapat memanfaat efek dari piezoeletrik dengan mengubahnya menjadi energi mekanik yang berupa tekanan men jadi energi listrik

Jenis buzzer yang sering digunaka pada perangkat audio salah satunya adalah buzzer piezoelectric. Buzzer jenis ini dikenal denan harganya yang lebih murah dan relatif ringan dan mudah saar digabungkan dengan rangkaian elektronika lainnya. Jenis spesifikasi ini termasuk dalam buzzer dari keluarga transduser yang sering juga disebut dengan beeper.

Pada komponen ini terdapat efek piezoelectri yang awal ditemukan oleh dua fisikawan prancis pada tahun 1880 yang bernama pierre curie dan jacques curie. Hadil dari penemuan tersebut lalu dikembangkan oleh perusahaan jepang menjadi piezo electric buzzer dan komponen ini mulai populer digunakan di berbagai negara pada tahun 1970 – an.

Cara Kerja Piezoelectric Buzzer

Sesuai dengan namanya, piezoelectric buzzer merupakan jenis buzzer yang menggunakan efek piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.

Berikut gambar bentuk dan struktur dasar dari piezoelectroc buzzer :

bentuk dan struktur piezoelectric buzzer

Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia.

Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.

Karakteristik Dasar Piezoelectric

Piezoelectric merupakan suatu komponen yang terdiri dari bahan yang bersifat sensitif terrhadap tekanan tertentu. Ketika piezoelectric diberi tekanan, maka pada kedua ujung plat akan menghasilkan listrik sesuai dengan besarnya tekanan yang diberikan. Hal ini karena terjadinya perubahan dimensi bahan yang ada pada komponen tersebut.

Sebaliknya, ketika piezoelectric diberikan arus listrik dengan sinyal tertentu, maka akan menghasilkan frekuensi nada (beep tone) tertentu sesuai dengan sinyal yang diberikan. Untuk menghasilkan sinyal ini diperlukan sebuah driver berupa transistor untuk memperkuat sinyal yang diberikan.

Piezoelektrik yang bersifat sebagai output ini disebut juga sebagai piezoelektrik buzzer. Biasanya piezoelectric buzzer yang beredar dipasaran sudah terdapat driver tersendiri didalamnya. Sehingga kita tinggal mengalirkan arus pada buzzer tersebut.

Dari penjelasan tersebut dapat disimpulkan terdapat dua karakteristik dasar dari piezoelectric, yakni piezoelektrik dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dan sebaliknya. Dengan demikian komponen ini dapat digunakan sebagai input ataupun sebagai output.

Kelebihan dan Kekurangan Piezoelectric

Setiap komponen pasti memiliki batasan-batasan tertentu saat dioperasikan, termasuk komponen piezoelektrik ini. Berikut beberapa kelebihan dari penggunaan piezoelectric.

  1. Tanggapan frekuensi yang tinggi. Piezoelectric dapat beroperasi dengan frekuensi tinggi pada parameter tertentu. Bahkan dapat merespon frekuensi audio tertinggi (20kHz) dengan baik.
  2. Respon transien yang tinggi. Piezoelectric dapat memberikan output yang linear dan ideal untuk sebuah komponen transduser yang dapat mendeteksi hingga mikrodetik.
  3. Output tinggi. Piezoelektrik umumnya memiliki output yang tinggi dengan konsumsi daya rendah.
  4. Ukuran yang kecil. Komponen piezoelektrik memiliki ukuran yang kecil untuk sebuah transduser dan cocok digunakan pada perangkat-perangkat kecil.

Selain memiliki beberapa kelebihan di atas, piezoelectric juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya adalah sebagai berikut:

  1. Sinyal output dari piezoelectric transduser rata-rata relatif sangat rendah. Sehingga diperlukan pre-amp agar sinyal yang dikeluarkan lebih tinggi sesuai dengan yang dibutuhkan untuk men-drive sinyal ke rangkaian berikutnya.
  2. Impedansi piezoelectric tinggi. Sebenarnya ini kurang tepat jika disebut sebagai kelemahan. Namun demikian hal ini mengharuskan dibuat lagi rangkaian tambahan agar impedansi dari piezoelektrik sesuai. Baik itu ketika digunakan sebagai output ataupun sebagi input.

Kegunaan Piezoelectric

Kegunaan dari komponen piezoelektrik sebenarnya cukup banyak, terutama pada perangkat atau rangkaian elektronika yang mengeluarkan bunyi nada. Diantaranya adalah pada peralatan medis, alat instrumen elektronika seperti multimeter dan osiloskop, bel rumah, alarm, bahkan pada jam tangan pun banyak yang menggunakan piezoelektrik buzzer.

Pada perangkat yang hanya membutuhkan nada bunyi "beep" beserta variasinya, penggunaan piezoelectric buzzer akan lebih efisien jika dibandingkan dengan loudspeaker pada umumnya karena selain bentuknya yang menjadi sangat kecil, juga daya output audio yang dibutuhkan tida besar. Hal ini tentu berpengaruh pada konsumsi baterai. Inilah sebabnya mengapa perangkat-perangkat kecil seperti jam menggunakan piezoelektrik buzzer.

Namun seiring dengan perkembangan teknologi, penggunaan loudspeaker juga semakin berkembang dan mulai banyak diterapkan pada perangkat-perangkat kecil seperti jam tangan pintar (smart watch). Meskipun begitu, konsumsi penggunaan baterai dari buzzer tetap jauh lebih hemat.

Selain digunakan sebagai output, piezoelectric juga dapat digunakan sebagai output yang mengubah energi gerak akustik atau instrumen menjadi energi listrik. Penggunaan tersebut diantaranya adalah pada sensor drum elektrik, sistem pendeteksi gelombang sonar, dan alat instrumen penguju akustik, mikrofon dan lainnya.

Pada umumnya sebuah piezoelektrik dapat menghasilkan nada antara 1kHz hingga 20kHz untuk frekuensi audio. Tidak hanya itu, bahkan piezoelectrik dapat menjangkau frekuensi hingga 50kHz, yang mana frekuensi ini termasuk jenis ultrasonik. Sedangkan tegangan rata-rata yang dibutuhkan pada sebuah piezoelektrik adalah 3 sampai 12 Volt dengan arus tidak lebih dari 50mA.

Next Post Previous Post